《食品微生物學(xué)》授課教案第六章微生物的遺傳變異與菌種選育

1、學(xué)習(xí)好資料歡迎下載食品微生物學(xué)授課教案第六章微生物的遺傳變異與菌種選育 教學(xué)目的：1、掌握微生物基因突變的類型、特點和機制。2、掌握微生物分離純化的方法步驟。3、掌握營養(yǎng)缺陷型突變菌株的篩選方法和具體應(yīng)用。 教學(xué)重點與難點：掌握微生物分離純化的方法步驟。 教學(xué)課時：2學(xué)時教學(xué)方法：多媒體教學(xué) 教學(xué)內(nèi)容：微生物在遺傳上特點：1、微生物細胞結(jié)構(gòu)簡單，營養(yǎng)體一般為單倍體，方 便建立純系。2、很多常見微生物都易于人工培養(yǎng)，快速、大量生長繁殖。3、對環(huán)境因素的作用敏感，易于獲得各類突變株，操作性強。大多是無性生殖，變 異易保留。一、微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)1、證明經(jīng)典實驗1 ）轉(zhuǎn)化實驗2）噬菌體T2的感

2、染實驗3）病毒拆開與重建實驗2、遺傳物質(zhì)在細胞中存在方式1 ）細胞水平 2）核水平（plasmid）3）染色體水平4）核酸水平5 ）基因水平（遺傳功能單位）6）密碼子水平（遺傳信息單位）7）核苷酸水平（最低突變或交換單位）質(zhì)粒種類：1）F因子（致育因子）：大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)，含質(zhì)粒為F+ （$）;無質(zhì)粒為F-（早）; 質(zhì)粒DNA整合到染色體上為Hfr.2）R因子（耐藥性）：痢疾桿菌，多價耐藥性，耐藥信息攜帶在質(zhì)粒上。3）Col因子（大腸桿菌素產(chǎn)生因子）4）青霉素酶質(zhì)粒5）Ti質(zhì)粒（誘癌質(zhì)粒）：植物根癌，植物基因工程重要載體。6）降解質(zhì)粒：Pseudomo nas二、微生物的基因突變突變是指遺傳物質(zhì)

3、核酸中的核苷酸順序突然發(fā)生了可遺傳的變化。包括基因突變（點突變）和染色體畸變（一）基因突變1、類型形態(tài)突變型、生化突變型營養(yǎng)缺陷型：由基因突變引起某酶合成能力喪失，必須在原有培養(yǎng)基中添加相應(yīng) 的營養(yǎng)成分才能生長。致死突變型：基因突變導(dǎo)致個體死亡。條件致死突變型：在某一條件下呈現(xiàn)致死效應(yīng)，如溫度敏感突變型。2、特點不對應(yīng)性、自發(fā)性、稀有性、獨立性、誘變性、穩(wěn)定性、可逆性3、突變機制誘變機制：堿基對置換（點突變）；移碼突變；染色體畸變；轉(zhuǎn)座因子自發(fā)突變機制：背景輻射和環(huán)境因素的誘變；自身代謝產(chǎn)物的誘變；互變異 構(gòu)效應(yīng)；環(huán)出效應(yīng)。紫外線對DNA的損傷及機體對損傷DNA的修復(fù)：光復(fù)活作用；暗修復(fù)作 用

4、（切補修復(fù)）；重組修復(fù)；SOS修復(fù)；DNA多聚酶的校正作用。三、微生物的菌種選育菌種工作包括三方面：選種、育種、復(fù)壯和保藏。選育新菌種可從幾方面著 手：1）從原有菌株入手進行各種遺傳改造工作。2）根據(jù)文獻資料報導(dǎo)的微生物種屬，向國內(nèi)外菌種保藏機構(gòu)索取同種或同 屬菌株，從中尋求符合要求者。3）根據(jù)所需菌種特性、嗜好或工藝要求，從特定的生態(tài)環(huán)境中以特定方法 重新分離自然菌株。（一）從自然界分離菌種（菌種分離與篩選）1、采樣：主要以土壤為樣品，一般采 5-20cm深處土，須記錄日期、地點、 環(huán)境情況等。要根據(jù)篩選目的、微生物分布、菌種特性以及與之有關(guān)的環(huán)境，綜 合考慮，具體分析來決定。2、增殖培養(yǎng)（

5、富集培養(yǎng)）：實際上是初篩濃縮，方法主要是：3、菌種篩選主要步驟：調(diào)查研究及查閱充分的資料設(shè)計實驗方案J確定采集樣品的生態(tài)環(huán)境采樣J確定特定的增殖條件增殖培養(yǎng)J確定特殊的選擇培養(yǎng)基及可能的J定性或半定量快速檢出法平板分離原種斜面J確定發(fā)酵培養(yǎng)基礎(chǔ)條件篩選初篩（1株1瓶）復(fù)篩（1株35瓶）J結(jié)合初步工藝條件摸索再復(fù)篩（1株35瓶）35株單株純種分離J生產(chǎn)性能試驗毒性試驗菌種鑒定4、分離：5、篩選：即進行生產(chǎn)性能測定，確定適合生產(chǎn)要求菌種。（二）自發(fā)突變與育種（三）誘變育種原種（出發(fā)菌株） f純化f斜面f同步培養(yǎng)f離心洗滌f振蕩打散f過濾f菌懸 液一誘變處理f平板分離 f斜面f斜面f斜面f保藏及擴大

6、試驗（活菌計 數(shù)）（計數(shù)）（變異率）（初篩） （復(fù)篩）（再復(fù)篩）（四）營養(yǎng)缺陷型篩選基本培養(yǎng)基（MM ,卜）:凡能滿足某一菌種野生型和原養(yǎng)型菌株營養(yǎng)要求 的最低成分的組合培養(yǎng)基。完全培養(yǎng)基（CM ,+）:在基本培養(yǎng)基中加入一些富含生長因子的物質(zhì)，以滿足該微生物各種營養(yǎng)缺陷型要求。補充培養(yǎng)基（SM , X）:在基本培養(yǎng)基中有針對性地加上某一種或幾種其自身不能合成的成分，以滿足相應(yīng)營養(yǎng)缺陷型生長的培養(yǎng)基。營養(yǎng)缺陷型表示：所要求的營養(yǎng)物的頭三個字母表示，如bio-，對應(yīng)的野生型以 bio+表示。一般步驟：1、誘變處理：2、淘汰野生型：抗生素法、菌絲過濾法。3、檢出缺陷型：4、鑒定缺陷型：1）生長譜法：缺陷型斜面培養(yǎng)后，制成菌懸液涂布于 -上，平板上劃成不同區(qū)域，分別加上一種所需測驗的營養(yǎng)物，培養(yǎng)觀察。2）組合補充培養(yǎng)基法：菌株較多時用。5、營養(yǎng)缺陷型應(yīng)用1）標(biāo)記菌種：代謝途徑、雜交、基因重組中。2）生物測定用菌3）生產(chǎn)菌株：前體積累。四、菌種衰退、復(fù)壯和保藏（一）衰退與復(fù)壯對產(chǎn)量性狀而言，菌種的負(fù)變就是衰退，其他原有典型性狀變得不典型了， 也是衰退。1、衰退的防止控制傳代次數(shù)；創(chuàng)造適宜的培養(yǎng)條件；利用不同類型細胞進行接種